第四章电控驱动防滑牵引力控制系统(ASRTRC)

1、第四章电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC ）一、教学目的和基本要求通过此章内容的教学，让学生了解ASR的理论基础、ASR控制的方式、ASR 与ABS的区别；掌握ASR的结构与工作原理及典型车型的 ASR结构组成和工 作过程；了解防滑差速器的作用、形式以及四轮驱动防滑差速器的基本结构和工 作原理。二、教学内容及课时安排第一节概述、第二节ASR的结构与工作原理理论教学：1学时。第三节典型ASR理论教学：2学时。第四节防滑差速器的结构原理理论教学：1学时。三、教学重点及难点重点：ASR的理论基础；ASR的结构与工作原理。难点：丰田ABS/TRC液压系统的工作情况及控制电路。四、教学基本方法

2、和教学过程此内容采用理实一体化教学方法，对 ASR及典型车型ABS/TRC的结构原理 的授课采用先理论后实践的方法。五、作业1. ASR的理论基础2. ASR与ABS的区别3. ASR的结构与工作原理4. 防滑差速器的作用5. 典型车型的A BS/TRC液压系统的控制方式第四章 电控驱动防滑/牵引力控制系统（ASR/TRC ）第一节概述一、ASR系统的理论基础1. ASR系统的理论基础汽车驱动防滑控制（Anti Slip Regulation ）系统简称ASR，是应用于车轮防 滑的电子控制系统。汽车打滑是指汽车车轮的滑转，车轮的滑转率又称滑移率。驱动车轮的滑移率Sd= J X100%，式中vc

3、是车轮圆周速度；v是车身瞬时速度。滑移率与纵 向附着系数的关系如图5-1所示。t)A童右.I审塩* fg稚桥疽话SiKfftn0加 4Q 曲 «Q *却卜.2 北的I權車.甲-M-1.02. ASR与ABS的区别(1) ABS是防止制动时车轮抱死滑移，提高制动效果，确保制动安全；ASR (TRC)则是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提高汽车起步、加速及滑溜路面行驶时的牵引力，确保行驶稳定性。(2) ABS对所有车轮起作用，控制其滑移率；而 ASR只对驱动车轮起制 动控制作用。(3) ABS是在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低(小 于8km/h)时不起作用；而 ASR

4、则是在整个行驶过程中都工作，在车轮出现滑 转时起作用，当车速很高(80120 km/h)时不起作用。二、防滑转控制方式汽车防滑转电子控制系统常用的控制方式有：1. 发动机输出功率控制在汽车起步、加速时，ASR控制器输出控制信号，控制发动机输出功率， 以抑制驱动轮滑转。常用方法有：辅助节气门控制、燃油喷射量控制和延迟点火 控制。2. 驱动轮制动控制直接对发生空转的驱动轮加以制动，反映时间最短。普遍采用ASR与ABS组合的液压控制系统，在 ABS系统中增加电磁阀和调节器，从而增加了驱动控 制功能。3同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力控制信号同时起动ASR制动压力调节器和辅助节气门调节器，在对驱动

5、车 轮施加制动力的同时减小发动机的输出功率，以达到理想的控制效果。4. 防滑差速锁(LSD: Limited-Slip-Differential )控制LSD能对差速器锁止装置进行控制，使锁止范围从0%100%，系统结构如图5-2所示。ABS/ASR 用 KG1JIS也邮怦LSD帝防？t壁速器（LSD詢A5ft当驱动轮单边滑转时，控制器输出控制信号，使差速锁和制动压力调节器动作， 控制车轮的滑移率。这时非滑转车轮还有正常的驱动力，从而提高汽车在滑溜路 面的起步、加速能力及行驶方向的稳定性。5. 差速锁与发动机输出功率综合控制：差速锁制动控制与发动机输出功率综合控制相结合的控制系统可根据发动 机

6、的状况和车轮的滑转的实际情况采取相应的控制达到最理想的控制效果。第二节ASR系统的结构与工作原理一、ASR的基本组成与工作原理1. ASR的基本组成ASR由ECU、执行器（制动压力调节器、节气门驱动装置）、传感器（车轮车速传感器、节气门开度传感器）等组成。2. ASR的工作原理车速传感器将行驶汽车驱动车轮转速及非驱动车轮转速转变为电信号，输送给电控单元ECU。ECU根据车速传感器的信号计算驱动车路的滑移率，若滑移 率超限，控制器再综合考虑节气门开度信号、 发动机转速信号、转向信号等因素 确定控制方式，输出控制信号，使相应的执行器动作，使驱动车轮的滑移率控制 在目标范围之内。二、ASR传感器1.

7、 车轮车速传感器：与ABS系统共享。2. 节气门开度传感器：与发动机电控系统共享。3. ASR选择开关：ASR专用的信号输入装置。ASR选择开关关闭时ASR不 起作用。三、ASR电子控制单元（ECU）ASR ECU也是以微处理器为核心，配以输入输出电路及电源等组成。ASR与ABS的一些信号输入和处理是相同的，为减少电子器件的应用数量，ASR控制器与ABS电控单元常组合在一起，图5-4为ABS/ASR组合ECU实例。四、ASR系统的执行机构1. 制动压力调节器TUAC： L杵Ik声幻Aftnr ckjJI人 MHiV CPCVKJm 电 bMir*mt 显五 一一TRM电韋馆电81醪氟亦IS3-

8、* ABS/ASH用仔业予检制映元"尤lPASR的制动压力调节器执行ASR ECU的指令对滑转车轮施加制动力和控制制动 力的大小，以使滑转车轮的滑转率在目标范围内。ASR的压力源是蓄压器，通过电磁阀来调节驱动车轮的制动压力。ASR制动压力调节器结构形式有：单独方式和组合方式。（1）图53 ASR的基本组成单独方式OuASR ECU通过电磁阀的控制实现对驱动轮制动力的控制，控制过程如下：正常制动时ASR不起作用，电磁阀不通电，阀在左位，调压缸的活塞被回 位弹簧推至右边极限位置。此时调压缸右腔与储液室相通而压力低，左腔通过活塞使ABS制动压力调节 器与车轮制动分泵相通，因此 ASR不起作

9、用且对ABS无任何影响。起步或加速时若驱动轮出现滑转需要实施制动时，ASR使电磁阀通电，阀至右位，蓄压器中的制动液推活塞左移。此时调压腔右腔与储液室隔断而与蓄压器接通， 蓄压器中的制动液推活塞左 移使与ABS制动压力调节器的通道封闭。活塞左移使左腔压力增大，驱动车轮制 动分泵压力升高。压力保持过程：此时电磁阀半通电，阀在中位，调压缸与储液室和蓄压器 都隔断，于是活塞保持原位不动，制动压力保持不变。压力降低过程：此时电磁阀断电，阀回左位，使调压腔右腔与蓄压器隔断而与储液室接通，于是调压缸右腔压力下降，制动压力下降。（2）组合方式ASR制动压力调节器与ABS制动压力调节器组合在一起，（ABS/AS

10、R组合压力调节器）如图5-6所示。lassi4-6 ABS/ASR力节矗原理&一 耳 It 7-SIM ft * 一嶋夕一陀星歸* 中、）1ngacig polt' ASR不起作用时，电磁阀I不通电，ABS起制动作用并通过电磁阀U和电磁阀 川来调节制动压力。驱动轮滑转时，ASR控制器使电磁阀I通电，阀移至右位，电磁阀U和电 磁阀川不通电，阀仍在左位，于是，蓄压器的压力油通入驱动轮制动泵，制动压 力增大。需要保持驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀I半通电，阀至中位， 隔断蓄压器及制动总泵的通路，驱动轮制动分泵压力保持不变。需要减小驱动轮制动压力时，ASR控制器使电磁阀U和电磁

11、阀川通电，阀 移至右位，接通驱动车轮制动分泵与储液室的通道，制动压力下降。2. 节气门驱动装置ASR控制系统通过改变发动机辅助节气门的开度来控制发动机的输出功率。节气门驱动装置由步进电机和传动机构组成。步进电机根据ASR控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动。ASR不起作用时，辅助节气门处于全开位置，当需要减少发动机驱动力来 控制车轮滑转时，ASR控制器输出信号使辅助节气门驱动机构工作，改变辅助 节气门开度。第三节典型ASR一、丰田车系防抱死制动与驱动防滑（ABS/TRC）ASR由电子控制单元ECU、车轮轮速传感器、制动压力调节器、副节气门及控制驱动轮制动管路等组成

12、。副节气门由步进电机控制，并设有节气门开度传感器：；，：-ASR （TRC）工作过程：1. 液压系统与执行器ABS/TRC液压系统ABS/TRC液压系统由制动供能装置（电动泵、蓄能器）、电磁阀总成（3个二位二通阀）、压力调节装置（2个电磁阀、储液器）等组成，如图 5-9所示。工作情况： 当需要对驱动轮施加制动力矩时：TRC的3个电磁阀都通电。 当需要对驱动轮保持制动力矩时： ABS的2个电磁阀通较小电流。 当需要对驱动轮减小制动力矩时：ABS的 2个电磁阀通较大电流。 当无需对驱动轮施加制动力矩时：各个电磁阀都不通电且ECU空制步进电 机转动使副节气门保持开启。TRC液压制动执行器TRC液压制

13、动执行器由泵总成、制动执行器组成S f-10 TR£泵总舉泵总成：由泵电动机和蓄压器两部分组成。制动执行器：由蓄压器切断电磁阀、制动总泵切断电磁阀、储液缸切断电 磁阀和压力开关或压力传感器四部分组成。执行养总Bl2. 副节气门及其驱动机构一副节气门执行器依据 ECU的信号控制副节气门的开闭角度，从而控制进入发动机空气量，达到控制发动机输出功率的目的洲力P门执行na)M图5-14副节代门开度传感恭的安装及内部结构G安菇惶置h)内部姑构示趣副节气门传感器安装及结构如图5-14所示。3. TRC控制电路及主要装置丰田ABS/TRC控制电路。6W&儿iVlAl VecV1AJira.

14、25-16丰EU AfiS/TOG控劇累址电陆r2- ABswfrii-剤功灯秆关*-*i4)ir 5-*i«w*<r m车制谕开吴丁一牌總宰備悅幵吴 »开兰 910科位flt负封 111 HTBC 并間權示灯 14-7W：工惟攜示麵 借一笈劝机恃灯 检一w头d n-3Eir*cn*ft«> Lt-Hnnffiin电动赃 iswnnrj H-nftsai 2d笈笏机和复速电于控m*< n-wieBf4S3 22左me车遷性序号 23右臨16车速的整4 2*左匚枪¥蛊捋矗号 制版力节氓站 左垢奔矗唱賀出 石十右旨谒斥血戒揖 23 压电想嫌

15、韭也在前匝电电黑JO-奋“压电直關31电功测瘪聽范一电谕阿母耗址电赭 3” TRC电弗供盛事側亠TRC也劝供堆余僅削11孙團节门控器涉避电机雄电J1 36距*克捡 J7-TRCB电瞩间轧史艸i*fX&主給陽窪电凰潮40WftBSIWftieW 4 TRC4. TRC的工作过程5 5-17 TRO St电子控制与液压管路圖I 一菽位幵关2嗣越主fc! 3比例惰和平祈阀血制幼主II瀚翦电殆曰5压力开餐 TRCWM电理器总H ftITRC R动供能总成7限压鶴9一电动供液泵10-#能掘隔离电礁輝11-楠被童襦离电虞雋 煜世卄气门整制步进电动机1J-TRC工柞描示灯）4TRC关灯15门开度恂抵

16、赛主布吒门幵度传惑瞎门一发动机和自动蹩世嚣电尹控制顒元IS-ABS/TRCtfe子控制单元中一右后制话絵t 30右石车連传慕龄21-CWffi电盛間22后同繼毘23垢越港H 24左后调压唯序冏25左后车逮传整耳左话制诙耗127-右冊钢功轮虹2»右呦卑莫將搭界2$1右削灣压电硯园X）腕回離聚3】一劇備瓶魁赵一左旧测压吐越禹茁一左艇*乍速怜雳If 女一圧的制訪轮机 勢一制动压力WW*»正常制动过程（TRC不起作用）汽车加速过程（TRC起作用） 压力升高 压力保持压力降低5. 车轮转速控制过程一个典型的轮速控制循环轮速控制运转条件曲5-訝 日产赴伺的Ttsaws理枢阳I-非碣动枪

17、 A怖館梅連K窓序3-«节忸门JIBS出行U 5-«ttie ©枪Itt 7型审气门亂*SH8-主节气门 4”主节弋门悔盛.10-节门纯养君M-g 欽行U 眉耙车JM怪滋鬲1 St动机M魅性锂星痔圧一节气门独瞩第件16SLECU (ECCS) 17-lt> UO、日产车系ASR图加 本田公司TC5系蜒结构硕理圉1-囉动轮2前轮车速件恳器4后轮车連传愉H 5转何海度KS# 6-TCS ECV及点夹检駅宿号8-®«机EOHPCMFl)I发动机独制僧号三、本田车系ASR第四节防滑差速器、防滑差速器简介1 防滑差速器一防止车轮打滑的差速器，可自动

18、控制汽车驱动轮打滑2类型强制锁止式一一通过电控或气控锁止机构人为的将差速器锁止。自动锁止式(自锁式)一一在滑路面上自动增大锁止系数直至完全锁止。二、电子控制式防滑差速器1 电子控制式防滑差速器V-TCS (Vehicle Traki ng Con trol System)根据驱动轮的滑移量，通过电 子控制装置来控制发动机转速和汽车制动力进行工作；或按照左、右车轮的转速 差来控制转矩，并与制动器相结合最优分配驱动轮驱动力。/用:mJ、小凿雄(屮虫畫蠢 必鱼LSD (Limited Slip Differential )利用传感器掌握各种道路情况和车辆运动状 态，通过操纵加速踏板和制动器，采集和读取驾驶员图5-21 LSD型防滑差